实验室可利用碱式碳酸铜(化学式:Cu2(OH)2CO3)制备氧化铜,并进行碳粉还原氧化铜的实验。
①制备氧化铜并检验产物,装置如下图所示(省略夹持仪器):![]()
步骤一:连接A和B,打开活塞,通入空气。
步骤二:关闭活塞,连上C和D,开始加热。
步骤三:在加热过程中,记录在B中固体质量变化如下表,在t3时停止加热。
| 加热时间(min) | 0 | t1 | t2 | t3 |
| B中固体质量(g) | 6.66 | 5.20 | 4.80 | 4.80 |
请在中填入配平后的系数(10)。
C中试剂是(11)。A的作用是吸收空气中的(12),防止对产物检验造成干扰。选择t3时停止加热的理由是(13)。
一定量碳粉还原①中制得的氧化铜并检验产物,装置如下图所示:
实验过程中,观察到F中溶液变浑浊,E中的现象是(14)。
反应完全后,若仅撤走酒精喷灯停止加热,可能导致的后果是(15)。
分析:若①中省略步骤三,对②中反应产物判断可能产生的影响及其原因。
(16)
(10分)科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO2”、“释放CO2”,实现碳循环(如图所示)。![]()
某化学小组的同学对此非常感兴趣,在老师的指导下,设计如下装置探究上述设想的反应原理是否可行。![]()
(1)能证明装置A“释放CO2”的现象是 ;
(2)装置B在实验结束撤掉酒精喷灯时的作用是 ;
(3)上述反应结束后,小组同学对D中固体的成分进行探究,以证明是否“捕捉”到CO2。
【猜想与假设】
D中的固体可能为:I.只有氧化钙;Ⅱ.氧化钙与碳酸钙;Ⅲ.只有碳酸钙
【进行实验】
①甲同学从D中取一定量的固体于试管中,并加入一定量的水,振荡,有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙,即猜想Ⅲ成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想Ⅲ成立,其理由是 。
②乙同学从D中取一定量的固体于试管中,加入一定量的水,触摸试管外壁,感觉发热;继续向试管中加入几滴稀盐酸,没有发现气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙,即猜想I成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想I成立,理由是 。
③丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠,他用水、酚酞试液和
稀盐酸证明了猜想Ⅱ成立,请完成他的实验报告。
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| | | 猜想Ⅱ成立 |
有 (填字母序号)。
A.原料易得 B.充分利用太阳能 C.释放出的CO2可作为资源加以利用
(7分)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图,请结合图示回答有关问题。![]()
装置一 装置二
(1)根据下表提供的实验数据,完成下表
| 硬质玻璃管中空气的体积 | 反应前注射器中空气体积 | 反应后注射器中气体体积 | 实验测得空气中氧气的体积分数 |
| 25mL | 15mL | 9mL | |
(3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些?(列举两条) ; 。
(8分)有一种标签破损的片状胃药,某校化学兴趣小组欲对该胃药的主要成分进行实验探究。已知该胃药可以治疗胃酸过多,其主要成分是MgCO3、Al(OH)3中的一种或二种。
【查阅资料】①MgCO3受热能分解,且MgCO3的化学性质与CaCO3相似;
②Al(OH)3受热分解生成Al2O3和H2O;③药品中的其它成分不参与反应。
【实验探究】
(1)甲同学取少量该胃药于试管中,加入适量稀盐酸,观察到有气泡产生。说明该胃药中含有 。写出该反应的化学方程式 。
(2)乙和丙二位同学运用下图提供的装置,分别设计实验方案,进一步确认该胃药的主要成分。虚线方框中的装置从下图B、C中选择组装。(装置气密性良好,装置中空气的影响忽略不计)![]()
| 实验过程 | 实验现象 | 实验结论 |
| 乙同学选用B、C装置,按A→B→C顺序连接,点燃酒精灯加热 | B中 , C中 。 | 该胃药中含有MgCO3、Al(OH)3 |
| 丙同学也选用B、C装置,按A→C→B顺序连接,点燃酒精灯加热 | C中无明显现象,B中澄清石灰水变浑浊。 | 该胃药中不含有 |
(9分)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。
(1)赤铁矿在自然界中储藏丰富,其主要成分的化学式是 。
(2)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。在Fe3O4中存在两种不同价态的铁离子,其中1/3是Fe2+,2/3是Fe3+。请写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式 。
(3)工业上主要采用高炉炼铁,常用到的原料有铁矿石、焦碳、石灰石和空气。其中,焦碳的作用是 。(仅答一点)
(4)由于铁的氧化物中Fe3O4和FeO均为黑色,实验室用CO还原Fe2O3得到的铁中是否会含有Fe3O4和FeO,某同学设计了下列探究实验。
资料:FeCl3溶液与铁发生的反应是2FeCl3+Fe=3FeCl2,但FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应;含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,利用该反应可检验Fe3+的存在。
【提出问题】CO还原Fe2O3得到黑色产物的成分是什么?
【猜 想】
猜想l:Fe 猜想2:Fe和Fe3O4;
猜想3:Fe和FeO; 猜想4: 。
【实验探究】限选试剂:C0、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液。
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| Ⅰ取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后过滤,对过滤所得固体用蒸馏水洗涤。 | 黑色固体部分溶解。 | 猜想2和4都 不成立。 |
| Ⅱ , 。 | 黑色固体全部溶解,溶液 不变红色。 | |
| Ⅲ另取少量黑色产物装入玻璃管中,通入C0,一段时间后加热,并将反应后的气体通入装有一定量的 的烧杯中。 | 。 | 猜想l不成立, 猜想3成立。 |
(10分)像科学家一样做科学
——探究胡萝卜汁对过氧化氢分解的催化作用
体育课上,小华不慎擦伤了皮肤,她用过氧化氢溶液对皮肤进行消毒时,惊奇地发现有嘶嘶的响声,并产生大量气泡。
小华通过查阅文献获得以下信息:
信息Ⅰ:人体皮肤细胞中存在一种叫做过氧化氢酶的物质,能加快过氧化氢分解反应的速率。
信息Ⅱ:胡萝卜汁等植物细胞中也含有过氧化氢酶。
信息Ⅲ:酶是动植物体内活细胞产生的具有催化作用的生物大分子,其催化作用受温度影响。
信息Ⅳ:在没有催化剂时,60℃以下,温度对过氧化氢的分解基本没有影响。
请你在小华探究的基础上,完成以下探究活动。
(1)胡萝卜汁对过氧化氢的分解是否有催化作用?
请完成下表中的实验报告(实验步骤中应包括使用的仪器、药品和实验过程)。
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| | | 胡萝卜汁对过氧化氢的分解有催化作用。 反应的化学方程式 |
药品:3%过氧化氢溶液、新鲜胡萝卜汁、不同温度的水(0℃、20℃、35℃、55℃)。
仪器:15mm×150mm试管8支,250mL烧杯4只、10mL量筒、秒表、温度计、刻度尺。
实验:如图所示,用提供的仪器和药品,按如下步骤进行实验:
①两支试管中分别盛有胡萝卜汁和3%过氧化氢溶液;
②将①中的试管放入盛有0℃水的烧杯中,恒定试管及反应物的温度;
③5min以后,把过氧化氢溶液倒入装有胡萝卜汁的试管中,稍微振荡,使胡萝卜汁跟过氧化氢溶液均匀混合;
④将③中的试管放回原烧杯,恒温6min;
⑤用刻度尺测量试管中泡沫状混合物的高度;
⑥按上述步骤进行实验,分别测定20℃、35℃、55℃时泡沫状混合物的高度。
每个温度下的实验重复3次,取平均值,得到如下数据:
| 实验编号 | 反应物的温度 | 混合恒温6min时,泡沫的高度(cm) |
| A | 0℃ | 1.7 |
| B | 20℃ | 3.8 |
| C | 35℃ | 6.5 |
| D | 55℃ | 2.1 |
①为了测定实验准确性,该实验过程中还需要控制的条件有 。
②请你在下面的直角坐标系中,绘制出泡沫的高度随温度变化而变化的曲线。
(要求:需表示出横坐标和纵坐标表示的数量级单位)
③关于温度对胡萝卜汁的催化作用的影响,你的结论是 。
(5分)用科学方法去思考
形成科学认识需要运用一定的科学方法。请回答:
(1)观察、猜想、假设、实验等收集证据的方法是获得感性认识的重要方法。
观察是用感官或借助仪器去获得信息的过程。
猜想是没有事实根据、不知真假的主观猜测,可能会出错,可不去证明,也可能无法证明。
假设是对客观事物的假定性说明。假设必须建立在观察和已有知识经验基础上,能够被检验,不是对的,就是错的。
下面的5个陈述,来自一位食品与营养化学工作者的笔记。其中,哪个陈述是观察?(填代号,下同) ;哪个陈述是猜想? ;哪个陈述是假设? 。
| A.包装良好的食物可以长期储存,不会滋长霉菌 |
| B.在对34名志愿者跟踪和检测后发现,持续一周的饮食为全麦、新鲜蔬菜和水果,可以让每个人的体重平均减轻1.9Kg |
| C.如果食物遇到碘水变蓝,那么十五含有淀粉 |
| D.早餐时,看到一袋胀包的牛奶,打开后,嗅到酸臭味 |
| E.实验表明,橘子、柠檬、草莓中富含维生素C |
抽象是从众多事物中抽取它们共同的本质特征的过程。例如,微观粒子Na+ 、Mg2+、K+、NH
归纳是根据一系列具体事实概括出一般原理或结论的过程。如在买樱桃时,先拿几个樱桃尝一尝,如果都很甜,就能归纳出这份樱桃是甜的。
下面的4个陈述,来自某同学的化学笔记。其中,哪个陈述是抽象? ;哪个陈述是归纳? 。
| A.重金属盐能使蛋白质变性,所以摄入铅对人体有毒 |
| B.实验证明,盐酸能跟NaOH反应,也能跟Ca(OH)2反应,所以盐酸能和碱反应 |
| C. NaOH、KOH 、Ca(OH)2都能使酚酞试液变红的本质原因,是它们的溶液中都存在OH-,我们把溶于水理解出的阴离子都是OH-的一类化合物称为碱 |
| D.石蕊试液遇到盐酸变红,因为盐酸中有氢离子 |